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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore con bassa distorsione dinamica ed elevata stabilità termica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor La riduzione della distorsione dinamica nell'amplificatore è stata ottenuta espandendo la larghezza di banda dell'amplificatore originale (senza feedback generale), utilizzando il feedback locale linearizzante e la scelta appropriata delle frequenze di taglio delle caratteristiche di ampiezza-frequenza degli stadi. L'elevata stabilità termica è garantita dall'OOS locale, dall'uso di transistor nello stadio pre-finale, i cui alloggiamenti hanno la stessa resistenza termica, e dalla corrente di riposo relativamente grande (circa 250 mA) dei transistor dello stadio finale.
I parametri principali:
L'amplificatore è a tre stadi. Il primo stadio è differenziale sui transistor V1, V2, selezionato in base al coefficiente di trasferimento di corrente statico h21e e alla tensione emettitore-base. Per ottenere una resistenza di ingresso sufficientemente elevata, un basso livello di rumore e impedire l'autoriscaldamento delle giunzioni, la corrente di collettore di questi transistor viene scelta su 250 μA. La corrente totale di emettitore dei transistor è stabilizzata dal diodo zener V13. L'OOS locale nel primo stadio viene creato includendo i resistori R2, R2 nei circuiti di emettitore dei transistor VI, V3. Il secondo stadio è assemblato utilizzando un transistor composito V4V5. L'OOS locale qui viene eseguito tramite il resistore R10, che collega il collettore del transistor V5 all'emettitore del transistor V4. Il carico della cascata è un generatore di corrente sui transistor V6, V8, resistore R16 e la resistenza di ingresso della cascata sui transistor V9, V10. Il transistor composito, il generatore di corrente e il resistore R16 formano una sorgente di tensione di segnale equivalente per lo stadio di uscita. Il risultante feedback di tensione al 100% elimina la non linearità del coefficiente di trasferimento di corrente e aumenta la frequenza di taglio della cascata. Lo stadio di uscita è realizzato utilizzando i transistor V9-V12. Per garantire un'elevata stabilità termica, nello stadio prefinale vengono utilizzati i transistor P701A e P303A, i cui alloggiamenti hanno la stessa resistenza termica. L'elevata corrente di quiescenza dei transistor V11 e V12 consente di ridurre la distorsione a gradino ed eliminare il processo transitorio nel circuito OOS principale (R15, R14, R4, C6) dovuto allo shock termico quando si verifica un brusco cambiamento nell'uscita livello del segnale. La stabilizzazione termica della corrente di riposo viene effettuata dal transistor V7. I diodi V15, V16 del suo circuito di polarizzazione sono posizionati sul dissipatore di calore di uno dei transistor dello stadio finale. La risposta in frequenza dell'amplificatore è regolata dai condensatori C2 e C8*. L'amplificatore è protetto dai cortocircuiti nel carico e dal sovraccarico di corrente mediante fusibili F1 - F3, transistor V3 e diodo V14. Il transistor V3 limita la corrente del transistor composito a 9...55 mA quando si brucia uno qualsiasi dei fusibili, il diodo V60 limita la tensione negativa alla base del transistor V14 a 2 V quando si brucia il fusibile F0,7. I transistor V5, V8 sono montati su dissipatori di calore a forma di U piegati da una lamiera di rame spessa 1 mm. Le dimensioni della base di ciascun dissipatore sono 23 x 23 mm, i ripiani sono 10 x 23 mm. La resistenza termica di un tale dissipatore di calore è di circa 35 °C/W. I dissipatori di calore dei transistor V11, V12 sono piegati da una lamiera di rame spessa 2 mm. Ciascuno di essi è costituito da due parti a forma di U, rivettate agli angoli delle basi con rivetti in rame. Dimensioni della base - 80 X 80 mm, ripiani - 25 x 80 mm. Resistenza termica - 3,6 °C/W. I diodi V15, V16 sono incollati nei fori nel dissipatore di calore del transistor V11. La bobina L1 è avvolta con filo PEV-2 - 0,5 giro per giro fino a riempire l'alloggiamento del resistore R25 (MLT-2). La deviazione della resistenza dai valori di tutti i resistori indicati nel diagramma, ad eccezione di R24 e R25, non deve superare il ±5%. La prima da installare è la parte dell'amplificatore alimentata da una sorgente di tensione di ±30 V. Per fare ciò, rimuovere i fusibili F1 - F3, interrompere il collegamento tra l'emettitore del transistor V5 e la base del transistor V9, nonché il collettore del transistor V8 con la base del transistor V10. L'emettitore del transistor V5 è temporaneamente collegato al collettore del transistor V8 e il punto di connessione dei resistori R14 e R15 è collegato al filo comune. Selezionando il resistore R7* (verso il basso, a partire da 100 Ohm), otteniamo la tensione zero sul collettore del transistor V8. Questa tensione non deve superare ±1 V, sia immediatamente dopo l'applicazione dell'alimentazione, sia dopo aver riscaldato i transistor per dieci minuti. La simmetria della limitazione del segnale viene verificata utilizzando un oscilloscopio applicando una tensione sinusoidale alternata di 100 mV all'ingresso dell'amplificatore. L'oscillazione di tensione sul collettore del transistor V8 deve essere almeno ±24 V e la frequenza di taglio deve essere almeno 200 chilocicli. Per verificare la risposta transitoria dei primi due stadi, l'emettitore del transistor V5 è collegato al punto di connessione dei resistori RJ4, R15 e all'ingresso vengono applicati impulsi rettangolari con un'ampiezza di 0,5 V e una frequenza di 1 kHz. Gli impulsi sullo schermo dell'oscilloscopio dovrebbero avere un aumento e una diminuzione ripidi (senza picchi). Se necessario, selezionare un condensatore C8*. Successivamente, tutti i collegamenti vengono ripristinati secondo lo schema, i fusibili Fl-F3 sono installati, la bobina L1 è cortocircuitata, un condensatore con una capacità di 14...15 μF è collegato tra il punto di connessione dei resistori R5, R10 e all'uscita dell'amplificatore è collegata una resistenza con una resistenza di 8 Ohm, potenza dissipata 25...30 W. Dopo aver acceso l'alimentazione, misurare la tensione CC all'uscita dell'amplificatore (non deve superare ±100 mV), il livello di fondo (l'intervallo consentito di ondulazioni con una frequenza di 100 Hz - non più di 300 mV) e l'ampiezza del segnale di uscita non distorto (su un carico con una resistenza di 8 Ohm - almeno 20 V). La corrente di riposo dei transistor V11, V12 (250 mA) si imposta selezionando la resistenza R18* (verso il basso, a partire da 5...10 kOhm). Successivamente, il condensatore che collega i resistori R14, R15 al filo comune viene rimosso e l'installazione può essere considerata completa.
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